在我国社会经济水平逐年提升的情况下,人们对工程品质和质量有着更严格的要求,这给工程项目建设发展提出了新的标准。在进行工程项目建设过程中,要想保证工程质量安全,需要结合工程实际情况,把桩基锤击桩施工技术运用其中,加强施工工艺改革和优化,引导施工工作顺利进行,在提高工程施工质量的同时,减少施工问题出现,保证工程整体施工安全。下文将对仓库项目桩基锤击桩施工技术进行阐述和分析。

本工程位于临港工业区渤海40路中粮佳悦(天津)有限公司新建包装厂辅材库项目管桩基础工程,本项目部分管桩采用锤击预应力管桩施工工艺,桩A端持力层为粉砂层,桩B端持力层为粉质粘土层,桩C端持力层为粉质粘土层。基础设计为高强度预应力管桩(PHC)AB型,桩径φ400 mm,壁厚为95 mm、桩身采用P10抗渗混凝土,桩A单桩竖向承载力特征值700 kN,桩B、C单桩竖向承载力特征值500 kN,桩A最后压桩力不得小于1 550 kN,桩长29 m,桩B、C最后压桩力不得小于1 050 kN,桩长27 m,桩A顶标高为-1.900 m,桩B顶标高为-1.500 m,桩C顶标高为-1.200 m。现场地面正在平整,场地较好。

在开展施工工作之前,需要做好桩基检查工作,也就是查看各个混凝土桩是否存在着质量上的问题,并对管桩两端进行清理,如果在施焊面存在油漆等物质,应该及时清理。在选择桩锤过程中,需要结合工程要求,综合思考桩形状、尺寸等,掌握桩锤特性。桩锤夯击力量应该大于桩自身阻力,及其桩自身带来的能量损失。若桩锤的能量不能满足工程实际要求,就会造成桩头出现局部压曲的现象,不能保证工程质量[1]。鉴于上述工程要求,本次采用重量为6.0 t的桩锤,实现大面积管桩施工。在完成桩锤选择工作之后,需要结合桩基施工图纸要求进行桩位测量,并提前明确桩位和高程,在施工之前需要二次检查,合格之后才能施工。

该工程采用锤击法沉桩,总体步骤如图1所示。

图1 桩基锤击桩流程图  下载原图

在选择桩锤过程中,需要考虑桩形状、尺寸、重量等,对各种桩锤类型和特点有所认识。桩锤夯击力量需要克服桩的贯入阻力,其中包括克服桩尖的阻力、桩侧的摩擦阻力等。若桩锤能力不满足上述标准,则会引发桩头局部弯曲弦线,无法把桩运送到设计标高。基于本工程特点,选择重量为6.0 t锤,大面积管桩施工。

结合桩基施工图纸进行桩位测量,并提前进行平面定位和高层复核。在工程复核以后,由监理人员核查,通过之后才能施工。

在具体施工中,应根据工程实际施工要求,做好施工现场杂物清理工作,并按照二点支法要求建立垫木。在管桩施工过程中,一般将其建立在柴油打桩周围,并采取单层存放方式进行,支点位置如图2所示。

图2 支点位置图  下载原图

在单节管桩施工过程中,主要采用两头钩吊方式。如果单接管处于竖立状况,则应选择单点法施工方式,遇多节管桩在吊运及起竖时,需重新计算最佳的吊点位置和数量。单点法位置如图3所示。

图3 单点法位置图  下载原图

在桩打入时,需要结合工程实际情况,适当的调节打桩角度。在第一节管桩插入地面的情况下,应该保障打桩位置的合理性。在开始过程中,时刻进行观察,一旦发现偏差,应及时调整施工方案,并重新进行打桩处理。校正打桩的垂直情况和角度,也就是两个方向应该呈现出90°。利用桩机导架旋转情况进行修改,经纬仪设置在不会给打桩带来影响的位置,并定期进行调整,保证其处于垂直状态。为保证垂直90°,在开展管桩施工工作时,应在桩基正面和侧面安装一个经纬仪,对下桩的垂直度情况进行观察,并合理把控偏差,偏差不可超过1/200L(L为桩长)。针对首节桩施工,则应该给予高度重视,一旦出现偏移现象,应该第一时间校对处理[2]。

由于该工程所处地质环境比价松软,在打桩过程中,将会出现沉量现象,这时应该采用低提锤方式,缓慢进行捶打,随着沉桩的深度,下沉速度逐渐缓慢,逐步提升起锤的高度。在进行打桩过程中,务必保证桩锤、桩帽和桩身三者处在同一个铅垂线上。必要的情况下,需要适当的对桩锤和桩架导杆位置进行适当修改,不可出现管桩偏离捶打中心的现象。在打桩难度逐渐提高的情况下,应该对落锤情况进行检查,查看是否出现偏离的状况,尤其是检查桩垫桩帽位置。如果不合理,则需要及时更换。每个桩击打需要连续性,不可中断,防止难以继续打桩[3]。在采用锤击法进行打桩过程中,桩头以及桩帽之间需要利用厚度为12 cm的竖纹硬质木进行处理,并结合工程实际情况进行更换。

在进行接桩施工时,应该确保新接桩和原桩连接的一致性,同时焊面位置存在杂物的情况下,需要做好清理工作。在进行接桩时,需要在下节桩安置一个导向箍,这样可以为接入新桩节提供条件。上节桩明确操作方向以后,对称点焊接点设定,通常以5点为主,在完成焊接以后,需要拆除导向箍。在焊接过程中,需要焊接保存不低于三层,并且在焊接完成之后,对焊渣进行及时清理。在接桩过程中,需要采取手工电弧焊等方式进行焊接处理,保证焊缝的饱满度,焊接之后应该冷却5 min,之后才能继续施工[4]。

为了保证管桩施工工作顺利进行,将其控制在理想标高范围内,应在送桩器的作用下进行。送桩器一般由钢板制作而成,长度为4 m左右。在应用送桩器过程中,需要确保打入阻力不宜偏高,容易拔出,可以把冲击力传入到桩上,能够多次应用。

在管桩贯入度满足施工标准的情况下,应再锤入100 mm左右或锤击30次～50次,观察是否存在异常状况,如果没有异常,应根据施工要求停止送桩。如果桩尖标高和施工方案设计标高偏差较大时,需要综合思考桩侧向稳定性,并及时和设计部门交流,修改施工方案。在停锤过程中,应该根据设计标高要求进行,秉持先贯入后控制的施工标准[5]。

首先,被检测桩应该满足地基土对应标准之后才能施测。最后,桩基检测需要按照《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)落实。在具体桩基检测过程中,应该根据对应标准和业主要求进行,同时委托对应资历的检测机构进行检查,出具对应的检查结果。在桩基检测过程中,需要给予高度配合,保证桩基检测工作的有序进行。

受到持力层因素影响,需要在桩长设计没有调整的情况下,在桩插入到持力层相应深度时,不能持续打入,导致桩身暴露在外面,出现露桩现象。且因为持力层发生变化,沉桩到设计标高时并没有进入到持力层中,依旧持续沉桩,导致断桩现象。

要处理这样的问题,首先,需要核查产生因素,结合勘察数据,对持力层变化情况预测分析,精确持力层深度情况,并在现场试桩中,根据试桩信息,设定打桩标准。针对摩擦端承桩而言,则采用以贯入度为主,桩长为副的操作方式[6]。其次,针对断桩,一旦出现应该第一时间和设计单位交流,并要求其提供设计更改方案。

在桩沉入过程中,桩身垂直偏差相对较高,并远远超出工程施工要求,出现斜桩现象。经过调查得知,倾斜偏位超过25 cm的管桩,承载力就会明显不足。在进行处理过程中,需要保证施工现场地面的平整度,并且不可在装机打桩施工中发生不均匀沉降现象。其次,认真核查勘察报告,在打桩之前,对打桩深度有深入的了解。在面对障碍物的情况下,应该事前进行处理,之后再进行打桩。要想实现对桩身垂直度的把控,应该注重第一根桩施工、桩锤位置应与桩身处于相同铅垂线。在进行管桩插入时,偏差应控制在桩长0.5%左右。在沉桩过程中,在距离桩基20 m位置处,需要利用经纬仪进行校准[7]。初步打桩过程中尽可能轻,待桩身稳定以后,才能正常落锤。

已打好的桩发生较大上浮。结合工程地质条件,本工程位于粘土区,产生的原因有两个,一是由于桩基础在桩基础施工中将会出现挤土效应,使桩基础周围土体发生隆起和位移。二是由于打桩后土壤压实作用下,已打入的桩被提升和移位。在桩浮动能力大于100 mm的情况下,需要采用双打桩施工方式,把桩重新插入到设计位置[8]。如果施工现场主要是粘土地基时,随着空隙的不断增加,土体将会出现凝结下沉现象,在这种情况下,一般不必重复击打。

施工中通过样洞开挖对管线进行保护。在沉桩现象发生之前,应该对地下管道分布情况有所了解,并做好工程现场调查工作,确定符合要求后才能沉桩。在管线保护过程中,需要根据实际情况,科学设定保护对策。对于与墩位接近的管线,应做好保护工作,让管线暴露在外,并在桩位和管线之间建立开挖防震沟,降低施工过程中给周围建筑带来的影响,起到减震的效果[9]。在整个施工环节中,应该保证管线的整齐度,将施工影响控制在合理范围内,减少施工问题出现。

在进行工程施工过程中,将会受到地质环境因素影响,导致施工质量问题出现。要保证施工质量,需要结合工程实际情况,选择合理的施工工艺,从而保证工程桩基施工质量安全。通过采用桩基锤击桩施工技术,不但能够缩短施工期限,同时还能提升工程抗渗能力和整体性,从而保证工程施工质量,保障工程施工安全。